一级圆柱直齿减速器课程设计221.5%1.6%220%179.doc
一级圆柱直齿减速器课程设计221.5%1.6%220%179
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减速器课程设计
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一级圆柱直齿减速器课程设计221.5%1.6%220%179,减速器课程设计
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机械设计基础课程设计 机械设计基础课程设计说明书 题 目： 二级斜齿轮减速器 院 系： 机电工程系 专 业： 焊接技术及自动化 班 级： Z100354 学 号： Z100354 姓 名： 指导教师： 张旦闻 日 期： 2012年 5月 27日 nts机械设计基础课程设计 一、目录 机械设计课程设计任务书 . 错误 !未定义书签。 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 1.1 选题的目的和意义 . 错误 !未定义书签。 2 确定传动方案 . 错误 !未定义书签。 3 机械传动装置的总体设计 . 错误 !未定义书签。 3.1 选择电动机 . 错误 !未定义书签。 3.1.1 选择电动机类型 . 错误 !未定义书签。 3.1.2 电动机容量的选择 . 错误 !未定义书签。 3.1.3 电动机转速的选择 . 错误 !未定义书签。 3.2 传动比的分配 . 错误 !未定义书签。 3.3 计算传动装置的运动和动力参数 . 错误 !未定义书签。 3.3.1 各轴的转速： . 错误 !未定义书签。 3.3.2 各轴的输入功率： . 错误 !未定义书签。 3.3.3 各轴的输入转矩： . 错误 !未定义书签。 3.3.4 整理列表 . 错误 !未定义书签。 4 V 带传动的设计 . 错误 !未定义书签。 4.1 V 带的基本参数 . 错误 !未定义书签。 4.2 带轮结构的设计 . 错误 !未定义书签。 5 齿轮的设计 . 错误 !未定义书签。 5.1 齿轮传动设计（ 1、 2 轮的设计） . 错误 !未定义书签。 5.1.1 齿轮的类型 . 错误 !未定义书签。 5.1.2 尺面接触强度较合 . 错误 !未定义书签。 5.1.3 按轮齿弯曲强度设计计算 . 错误 !未定义书签。 5.1.4 验算齿面接触强度 . 错误 !未定义书签。 5.1.5 验算齿面弯曲强度 . 错误 !未定义书签。 5.2 齿轮传动设计（ 3、 4 齿轮的设计） . 错误 !未定义书签。 5.2.1 齿轮的类型 . 错误 !未定义书签。 5.2.2 按尺面接触强度较合 . 错误 !未定义书签。 nts机械设计基础课程设计 5.2.3 按轮齿弯曲强度设计计算 . 错误 !未定义书签。 5.2.4 验算齿面接触强度 . 错误 !未定义书签。 5.2.5 验算齿面弯曲强度 . 错误 !未定义书签。 6 轴的设计（中速轴） . 错误 !未定义书签。 6.1 求作用在齿轮上的力 . 错误 !未定义书签。 6.2 选取材料 . 错误 !未定义书签。 6.2.1 轴最小直径的确定 . 错误 !未定义书签。 6.2.2 根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度 错误 ! 未定义 书签。 6.3 键的选择 . 错误 !未定义书签。 6.4 求两 轴所受的垂直支反力和水平支反力 . 错误 !未定义书签。 6.4.1 受力图分析 . 错误 !未定义书签。 6.4.2 垂直支反力求解 . 错误 !未定义书签。 6.4.3 水平支反力求解 . 错误 !未定义书签。 6.5 剪力图和弯矩图 . 错误 !未定义书签。 6.5.1 垂直方向剪力图 . 错误 !未定义书签。 6.5.2 垂直方向弯矩图 . 错误 !未定义书签。 6.5.3 水平方向剪力图 . 错误 !未定义书签。 6.5.4 水平方向弯矩图 . 错误 !未定义书签。 6.6 扭矩图 . 错误 !未定义书签。 6.7 剪力、弯矩总表： . 错误 !未定义书签。 6.8 按弯扭合成应力校核轴的强度 . 错误 !未定义书 签。 7 减速器附件的选择及简要说明 . 错误 !未定义书签。 7.1.检查孔与检查孔 盖 . 错误 !未定义书签。 7.2.通气器 . 错误 !未定义书签。 7.3.油塞 . 错误 !未定义书签。 7.4.油标 . 错误 !未定义书签。 7.5 吊环螺钉的选择 . 错误 !未定义书签。 7.6 定位销 . 错误 !未定义书签。 nts机械设计基础课程设计 7.7 启盖螺钉 . 错误 !未定义书签。 8 减速器润滑与 密封 . 错误 !未定义书签。 8.1 润滑方式 . 错误 !未定义书签。 8.1.1 齿轮润滑方式 . 错误 !未定义书签。 8.1.2 齿轮润滑方式 . 错误 !未定义书签。 8.2 润滑方式 . 错误 !未定义书签。 8.2.1 齿轮润滑油牌号及用量 . 错误 !未定义书签。 8.2.2 轴承润滑油牌号及用量 . 错误 !未定义书签。 8.3 密封方式 . 错误 !未定义书签。 9 机座箱体结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 9.1 箱体的结构设计 . 错误 !未定义书签。 10 设计总结 . 错误 !未定义书签。 11 参考文献 . 错误 !未定义书签。 nts机械设计基础课程设计 二 、 机 械 设 计 课 程 设 计 任 务 书 1、 设计题目： 设 计 用 于 带 式 运 输 机 上 两 级 斜 齿 轮 减 速 器 学 生 姓 名 ： 刘 松 坡 指 导 教 师 ： 张 旦 闻 2、设计参数 运输带工作拉力 :F=2000(N) 运输带工作速度 :V=0.9(m/s) 卷 筒 直 径 :D=300(mm) 3、工作条件 连 续单向运转，载荷有轻微振动，室外工作，有粉尘； 运输带速度允许误差土 5； 两班制工作， 3 年大修，使用期10 年。 (卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力 F 中已考虑 )。 nts机械设计基础课程设计 4、加工条件 生产 20 台，中等规模机械厂，可加工 7 8 级齿轮。 5、设计工作量 1减速器装配图 1 张 (AO 或 A1)； 2零件图 1 3 张； 3设计说明书 1 份。 nts机械设计基础课程设计 三、前言 减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有 40 余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分；减速器的 品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器；减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。 与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是减速器选用及计算的重要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的载荷状态，通常分为三类： 均匀载荷 ; 中等冲击载荷 ; 强冲击载荷。 减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。 我们通过对减速器的研究与设计，我们能在另一个角度了解减速器的结构、功能、用途和使用原理等，同时，我们也能将我们所学的知识应用于实践中。 在设计的过程中，我们能正确的理解所学的知识，而我们选择减速器，也是因为对我们过控专业的学生来说，这是一个很典型的例子，能从中学到很多知识。 nts机械设计基础课程设计 四、运动学与动力学计算 1、 电动机的选择 确定电动机的功率 计算项目 计算内容 计算结果 工作装置 的功率wp1 . 9 1 k wkw0 . 9 41000 0 . 920001000 VFPwwww 0 94=.w 1.91kwP w 电动机所需 输出功率0p2 . 1 8 k wkw0 . 8 7 71 . 9 1pp w0 322rgc 0 . 9 90 . 9 70 . 9 8 0.877 一 对齿轮传动效率 0.97g 一 对滚动球轴承效率 0.99r 联轴器效率 0.98c 2.18kwp 0 0.877 电动机额定 功率mp2 .8 3 4 k w2 .1 8p1 .31p 0m ）（ 2.2kwp m nts机械设计基础课程设计 2、各级传动比的分配 3、计算各轴转速、功率、转矩，列成表格 计算项目 计算内容 计算结果 工作机 主轴的转 速wn3 0 0 100 . 960D6 0 vn3ww minr 57.30 minr 57.30n w minr 电动机 的选择 单级圆柱齿轮的传动比 3 5=gi,则二级圆柱齿轮的传动比 9 25=gi，即总传动比范围为 2 9 4 2 5 1 8 1 0 0=i ，电动机的转速范围是9 1 0 0 ) 8 4 0 3 4 7 5 6 m i n= = ( . . 3 0 6 - 8 4 0 3 . 4w rn i n 范围内转速有 750、 1000、 1500，选择同步转速 1500 minr ,查附表 10-112电动机型号为 Y100L2-4，满载转速 1430 minr ，额定功率 3Kw。 Y100L2-4 nts机械设计基础课程设计 传动比 的分配 总传动比 1430 1 7 0 1 78 4 0 3 4= = = .mwnin令 3=bi则 1 7 0 1 7 5 6 7 23.= = = .gbii，则按浸油润滑条件考虑，对于二级圆柱齿轮减速器 ， 取 高 速 级 传 动 比 113=.hii ，而21113= = .ghi i i i ， 低 速 级 传 动 比1 2 089=.i ，高速级传动比 2 715=.hi 17 017=.i 3=bi 1 2 089=.i2 715=.hi 各轴的 转速 112231314304 7 6 6 6 7m i n34 7 6 6 6 71 7 5 5 6 8m i n2 7 1 51 7 5 5 6 8m i n2 0 8 9= = = .= = = .= = = 8 4 . 0 4 3.=mbhwnrninrninrninn1234 7 6 6 6 7 m i n1 7 5 5 6 8 m i nm i n=.=.= = 8 4 . 0 4 3wrnrnrnn各轴的 功率 11213233 0 9 6 2 8 80 9 9 0 9 8 7 9 40 9 9 0 9 7 2 6 8 30 9 9 0 9 8 2 6 0 3p = p = . = .= . . = 2 .= . . = .= . . = .mwKwp p K wp p K wp p K w1232 8 87942 6 8 32 6 0 3p = .=2.=.=.wKwp K wp K wp K w各轴的 转矩 011122233339 5 5 0 9 5 5 0 2 014302 8 89 5 5 0 9 5 5 0 5 7 74 7 6 6 6 72 7 9 49 5 5 0 9 5 5 0 1 5 1 9 7 91 7 5 5 6 82 6 8 39 5 5 0 9 5 5 0 3 0 4 8 7 58 4 0 4 32 6 0 39 5 5 0 9 5 5 0 2 9 5 7 8 58 4 0 4 3p. 0 3 5 N mp .= = . N m.p .= = . N m.p .= = . N m.p .= = . N m.mmwwwTnTnTnTnTn 0123205 7 71 5 1 9 7 92 9 5 7 8 5. 0 3 5 N m. N m. N m304.875N m. N mwTTTTTnts机械设计基础课程设计 最后，将计算的结果填入下表： 参数 电动机轴 轴 轴 轴 滚筒轴 转速 ( min)/ r1430 476.667 175.568 84.043 84.034 功率 /P Kw 3 2.88 2.794 2.683 2.603 转矩 T/(N m)20.035 57.7 151.979 304.875 295.785 传动比 3 2.715 2.089 1 效率 0.96 0.98 0.97 nts机械设计基础课程设计 五、传动零件的设计计算 1、带传动的设计 序号 计算项目 计算内容 计算结果 1 设计功率 1 . 2 3 3 . 6dAP K P k w 1.3AK 3.6dP kw 2 选择带型 根据 3 .6dp k w和1 1420 m i nrn ,初步选用 A型普通 V 带 初选 A 型普通 V带 3 选取带轮的基准直径 由表 7-9取1 90dD m m，由式（ 7-16） 2 1 1129 0 3 2 7 0d d dnD i D D m mn 2 270dD m m4 验算带速 V 根据（ 7-17）得带速1 1 6 . 7 3 9 9 ( )6 0 1 0 0 0dDn mv s 在 525m/s故带速合适 5 确定中心距和 带的基准长度 初选中心距0a， 1 2 1 20 . 7 ( ) 9 0 2 ( )d d d dD D D D 02 5 2 7 2 0a 将初选中心距代入式 (7-19)得初选带长0dL 2 _ 10 1 2200()2 ( )24ddd d dDDL a D Da 1 3 8 5 .7 3 7 mm 由表 7-3对 A型带选用基准dL 1400mm，然后计算实际中心距00 2ddLLaa =414.263mm，取 a=420mm 初选定为400mm nts机械设计基础课程设计 6 小带轮包角1根据式（ 7-20）得211 1 8 0 5 7 . 3ddDDa o=155.443120 故包角合适 7 确定带根数 因1dD90mm ，故 213ddDiD，6 .7 3 9 m s ，查表 7-5得， 0 1.07p km ，查表 7-6得，0 0.17p km，因1 155.443 ，查表 7-7得0 0 03 . 2 5 ( )ddalppzp p a p k k ，0.93ak ，因 1400dL m m ，查表 7-3 得0.96lk ，由式 7-21 得0 0 03 . 2 5 ( )ddalppzp p a p k k 取 Z=4 8 确定初拉 力0F由式（ 7-22）得单根普通 V带的初拉力 20 ( 2 . 5 )5 0 0 1 1 7 . 2 7adakpF q v Nk z v 0 117.27FN9 计算压轴力QF由式（ 7-23）得压轴力102 s i n 9 1 6 . 72Q aF Z F N 916.7QFN 10 带传动结构设计 材料铸铁 HT150（查附表 10-16） 结构形式 :电动机轴 d=28mm，小带轮 1 5 0 . 3 , 9 ,ef 带轮轮缘宽度 ( 1 ) 2 6 3B Z e f 大带轮轮毂直径有后续高速轴设计而定， d= ,大带轮轮毂宽度 L:当 B ca故强度足够。 nts机械设计基础课程设计 34 五、键的选择和校核 这里只以中间轴上的键为例。有中间轴的细部结构设计选定：高速大齿轮处键 1 为 1 4 9 5 6- = -b h L （ t=5.5mm r=0.3mm），标记：GB/T1096-2003; 低 速 级 小 齿 轮 处 键 2 为 1 4 9 6 3- = -b h L （ t=5.5mm r=0.3mm），标记： GB/T1096-2003；由于是同一根轴上的键，传递的转矩相同，所以只需要校核短的键即可。齿轮轴段 d=45mm；键的工作长度 5 0 1 4 4 2l l b m m , 键的接触高度0 . 5 0 . 5 9 4 . 5k h m m ;传递的转矩 2 =151.979NTm 按所引用教材表 12-8 查出键静连接的挤压许用力键静的许用应力 130=p M P a （键、齿轮轮毂、轴的材料均为 45 钢调质）。 332 1 0 2 1 5 1 9 7 9 1 0 3 5 7 3 94 5 4 2 4 5.= = = .p T M P ak l d 130p M P a 键联接强度足够。 nts机械设计基础课程设计 35 六、滚动轴承的选择与校核。 （一）滚动轴承的选择 根据载荷及速度情况，拟定选用圆锥滚子轴承。有中间轴的结构设计，根据 2 1 2 5 45d d m m 选取 63060 其基本参数查表 10-37，02 7 , 1 5 . 2rrC k N C k N 。 （二）滚动轴承的校核 轴承受力图如下图所示：Fd1 Fae Fd2Fr1Fr21、 径向载荷 rF 根据轴的分析， 可知 A 点总支反力 1 2 4 5 6 . 5 4r R AF F N 。 2、 轴向载荷 aF 外部轴向力 32 1 2 5 6 . 5 7 4 6 8 . 8 9 7 8 7 . 6 8a e a aF F F N 从最不利受力情况考虑， aeF 指向 A 处（方向向左）；轴承派生轴向力由圆柱滚子轴承的计算公式轴向受力由端盖支撑。 nts机械设计基础课程设计 36 七、联轴器的选择 根据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的非常工作，输出轴选用弹性柱销联轴器。考虑到转矩变化很小，取 1 .3AK ，则1 . 3 2 9 5 . 7 8 5 3 8 4 . 5 2c a A mT K T N m N m 按照计算转矩 caT 小于联轴器公称转矩为 1250 Nm ，孔径3 8 m i nd 18 2 , 8 2L m m L m m 许用转速 4700 m inr ，故适用。标记： 3Lx 联轴器 3 8 8 2 5 0 1 4 2 0 0 33 8 8 2JB G B TJB nts机械设计基础课程设计 37 八、箱体及其附件的设计 nts机械设计基础课程设计 38 nts机械设计基础
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